¿Qué es el latón H96?
H96 es un latón forjado de cobre-zinc con el mayor contenido de cobre de los grados comunes de la serie H-, que contiene nominalmente un 96 % de cobre con zinc como equilibrio. Su nivel muy bajo de zinc lo mantiene en la región alfa monofásica-, donde la aleación conserva el color cálido, la alta conductividad térmica y eléctrica y la excelente formabilidad del cobre, al tiempo que gana fuerza útil y una resistencia mejorada al deslustre. En la práctica china, el grado pertenece al sistema de aleación de cobre forjado descrito por GB/T 5231, y en los pedidos internacionales es ampliamente comparable con los grados de latón dorado con alto contenido de cobre-como UNS C21000.
La importancia comercial de este grado es que se encuentra entre el cobre puro y los latones inferiores. Funciona casi tan fácilmente como el cobre en el conformado en frío, se suelda bien, resiste los ataques atmosféricos y de agua dulce y cuesta menos que el cobre puro, pero no ofrece conductividad de grado conductor-. Esa combinación es lo que lo convierte en una opción estándar para componentes de equipos de refrigeración, hardware eléctrico y piezas prensadas de precisión.
Composición química y designación del H96.
H96 se define por su contenido de cobre y por límites estrictos sobre los elementos residuales que de otro modo dañarían la conductividad y la formabilidad. El zinc constituye el saldo y los residuales se controlan de la siguiente manera:
Cobre: nominal 96 %, lo que le da al grado su designación bajo la regla de contenido de cobre H más.
Zinc: equilibrio, permaneciendo en el rango alfa-de fase única.
Plomo: 0,03 % como máximo, limitado porque el plomo forma películas de límite de grano de bajo punto de fusión-que fragilizan el trabajo en caliente.
Hierro: 0,10 % máximo, controlado porque el hierro reduce la conductividad y puede formar partículas duras en la matriz.
Fósforo: 0,01 % como máximo, ya que incluso pequeñas adiciones de fósforo reducen drásticamente la conductividad eléctrica.
Impurezas totales: 0,2 % máximo, que es lo que mantiene predecible la alta conductividad y ductilidad del grado.
Debido a que los límites de composición, las designaciones de temperamento y las tolerancias permitidas están establecidos por la norma de producto aplicable y no solo por la designación, un pedido de H96 siempre debe indicar la norma y la forma del producto, por ejemplo, tira según GB/T 2059 o lámina, tira y placa según ASTM B36, junto con el temperamento y las dimensiones requeridos.
Propiedades físicas y mecánicas
| Propiedad | Valor típico para H96 | Observación |
|---|---|---|
| Densidad | Aproximadamente 8,85 g/cm³ | Ligeramente por debajo del cobre puro, consistente con la adición de zinc del 4 % |
| Rango de fusión | Alrededor de 1065 grados | Ligeramente más bajo que el cobre puro. |
| Conductividad eléctrica | Muy por debajo del cobre puro. | La conductividad cae abruptamente a medida que se agrega zinc, por lo que el H96 es un material de trabajo, no un material conductor. |
| Conductividad térmica | Alto, acorde con su contenido en cobre. | Admite la transferencia de calor en hardware eléctrico y de refrigeración |
| Coeficiente de expansión térmica. | Aproximadamente 18,5 × 10⁻⁶/K entre 20 y 300 grados | Relevante para conjuntos soldados y soldados |
| Resistencia a la tracción | Alrededor de 205 a 320 MPa dependiendo del temperamento | Más alto que el cobre puro blando, el rango más bajo entre los latones comunes |
| Alargamiento | Desde un pequeño porcentaje en el templado duro hasta aproximadamente el 45 % en el templado recocido. | Indica la amplia ventana de formación del grado. |
| Dureza | Alrededor de 45 a 105 HV dependiendo del temperamento | El trabajo en frío aumenta la dureza y la fuerza juntas |
El patrón de propiedades es característico de un latón con alto contenido de cobre-: la resistencia aumenta y la ductilidad disminuye con el trabajo en frío, y un recocido restaura la ductilidad a costa de la resistencia obtenida. Es por eso que el temperamento, no sólo el grado, determina lo que la tira o el tubo entregado hará en una prensa o en una matriz de doblado.
Notas sobre procesamiento, recocido y unión
H96 responde bien al trabajo en frío, que es la forma en que la mayor parte se procesa en tiras, láminas, tubos y piezas prensadas. Entre operaciones en frío, un recocido entre 540 y 600 grados alivia la tensión interna introducida por la deformación y restaura el alargamiento; El mismo tratamiento se utiliza para aliviar la tensión de piezas terminadas donde el agrietamiento por corrosión bajo tensión es una preocupación. El trabajo en caliente se lleva a cabo en el rango recomendado de aproximadamente 640 a 850 grados, por encima del cual el crecimiento del grano y la oxidación de la superficie se vuelven significativos y por debajo del cual la aleación pierde ductilidad.
Para la unión, el H96 se suelda fácilmente y se puede soldar con procesos y metales de aportación adecuados. Dos precauciones importan. En primer lugar, la tensión residual que queda en una pieza-formada en frío debe aliviarse antes de que la pieza entre en un ambiente que contenga amoníaco o aminas, porque los latones con alto contenido de cobre-estresados son susceptibles a agrietarse por corrosión bajo tensión; La prueba de vapor de amoníaco utilizada para el tubo del intercambiador de calor según ASTM B111 existe exactamente por esta razón. En segundo lugar, debido a que H96 ya contiene zinc, la pérdida y el deslustre de zinc que afectan a los latones inferiores a altas temperaturas son menos graves, pero la soldadura fuerte aún debe realizarse con atmósferas controladas o con un fundente adecuado para evitar la oxidación del área de la junta.
Aplicaciones del latón H96
La combinación de alta trabajabilidad, buen rendimiento térmico y resistencia a la corrosión en condiciones atmosféricas y de agua dulce determina dónde se utiliza el grado:
Equipos de refrigeración: componentes de condensadores y radiadores, serpentines de refrigeración y piezas de transferencia de calor, donde tanto la resistencia a la corrosión como la conductividad térmica son importantes.
Hardware eléctrico y electrónico: placas de contacto, terminales conductores, carcasas de conectores y piezas de blindaje, donde se necesita conformabilidad y comportamiento de contacto estable en lugar de conductividad de grado conductor-.
Piezas mecánicas de precisión: casquillos, engranajes, componentes de válvulas y pequeños estampados producidos mediante prensado en frío, embutición profunda o mecanizado.
Piezas decorativas y arquitectónicas: los latón con alto contenido de cobre-como H96 y H90 tienen el color dorado y la resistencia al deslustre que se espera de las molduras, placas y herrajes arquitectónicos.
Conjuntos de soldadura fuerte y soldadura fuerte: el comportamiento de soldadura fuerte-limpio y libre de óxido del grado lo convierte en un material portador en conjuntos compuestos y de transferencia de calor.
Conceptos erróneos comunes y selección de grados
Dos conceptos erróneos causan la mayoría de los errores en la selección de calificaciones. La primera es la creencia de que un latón con alto contenido de cobre-conduce como cobre puro. En las aleaciones binarias de cobre-zinc, la conductividad cae abruptamente a medida que se agrega zinc, e incluso entre un 4 y un 5 % de zinc es suficiente para llevar la conductividad muy por debajo del nivel de calidad del conductor-; Por lo tanto, el H96 no desempeña ningún papel en barras colectoras, devanados o cables, que pertenecen a las calidades de cobre C10100, C11000 y plata-. La base correcta para seleccionar H96 es la conformabilidad, el color, el rendimiento térmico y el comportamiento a la corrosión confiable a un costo menor que el cobre puro.
El segundo error es creer que la designación por sí sola especifica el producto entregado. La tira H96 se puede entregar recocida, dura o dura, y cada temple tiene diferente resistencia y alargamiento; un comprador que especifica sólo el grado puede recibir un material que no se formará en el troquel previsto o que no tiene suficiente rigidez para la pieza terminada. La orden debe indicar el grado, la norma, el temperamento, las dimensiones y los requisitos de inspección, y para aplicaciones críticas debe solicitar que se certifiquen los resultados de los análisis químicos y de las pruebas mecánicas.
Preguntas frecuentes
P: ¿Es el latón H96 lo mismo que el cobre puro?
El No. H96 contiene nominalmente un 96 % de cobre con zinc como resto, por lo que es una aleación en lugar de cobre puro. Tiene mayor resistencia y mejor resistencia al deslustre que el cobre blando, pero una conductividad eléctrica claramente menor y no es aceptable para aplicaciones de conductores.
P: ¿Cuál es la conductividad eléctrica del latón H96?
Es sustancialmente menor que el del cobre puro. En el sistema de cobre-zinc, la conductividad cae abruptamente a medida que se agrega zinc, por lo que el 4 % de zinc en H96 ya es suficiente para eliminarlo del servicio de conductor. Los pedidos deben especificar la conductividad sólo cuando la aplicación realmente la necesite y luego deben indicar el método de prueba y el límite de aceptación.
P: ¿Qué significa el número 96 en H96?
Según el sistema chino de designación de aleaciones de cobre forjado, la letra H indica latón y el número indica la fracción nominal de masa de cobre, por lo que H96 contiene aproximadamente un 96 % de cobre y aproximadamente un 4 % de zinc, con residuos estrictamente limitados de plomo, hierro y fósforo.
P: ¿Por qué el contenido de plomo del H96 está limitado al 0,03 %?
El plomo forma películas de bajo punto de fusión-a lo largo de los límites de los granos y provoca resquebrajamiento por calor durante el laminado y el estirado. Mantener bajos el plomo, el fósforo, el hierro y las impurezas totales preserva la ductilidad y la conductividad que hacen que la calidad sea útil en embutición profunda y prensado.
P: ¿A qué temperatura se recoce el H96?
El recocido para aliviar la tensión interna y restaurar la ductilidad normalmente se lleva a cabo entre 540 y 600 grados. El trabajo en caliente se realiza aproximadamente en el rango de 640 a 850 grados, y el programa exacto depende de la forma del producto, la cantidad de trabajo en frío previo y el temple final requerido.
P: ¿Se puede utilizar H96 en agua de mar?
El H96 resiste bien la atmósfera y el agua dulce y se utiliza en componentes de refrigeración y radiadores, pero no es una aleación diseñada para servicio continuo de agua de mar. Las aplicaciones marinas y de condensadores pertenecen a las familias de cobre-níquel y latón del almirantazgo, que contienen adiciones de níquel, estaño o aluminio que forman una película protectora estable en ambientes con cloruro.
